蝇蛹俑小蜂寄生黑腹果蝇时实验种群生命表

蝇蛹俑小蜂寄生黑腹果蝇时实验种群生命表王雨;吴铃;程剑秋;朱承节;李镜;胡好远【摘要】以杨梅园等果园害虫黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)及其蛹期寄生蜂蝇蛹俑小蜂(Spalangia endius)为对象,在温度25±1℃、相对湿度(60±5)％以及光周期14L:10D的室内条件下,构建了蝇蛹俑小蜂实验种群生命表.结果表明雌蜂和雄蜂的成蜂寿命分别为17.28±5.29d和17.97±6.76d,平均每头雌蜂有60.31±35.08个后代,后代中雄性百分比为(28.08±13.29)％.雌雄蜂羽化后的生命期望分别为16.78d和17.47d.在实验条件下,蝇蛹俑小蜂种群内禀增长率(rm)和周限增长率(λ)分别为0.14±0.0009和1.16±0.001;净生殖率(Ro)为45.17±1.05;世代时间(T)和种群倍增时间(DT)分别为26.31±0.07d和4.79±0.03d.研究表明,蝇蛹俑小蜂在实验室条件下可以利用黑腹果蝇完成生活史,对果蝇存在控制效果.%Life table of the pupal parasitoid Spalangia endius was obtained on the pupae of Drosophila melanogaster,a pest insect in such orchard as Chinese bayberries,at tempera ture (25 ± 1℃),relative humidity (60％± 5),and a set light:dark photoperiod (14:10).The results showed that longevity of adult female and male parasitoids was 17.28 ± 5.29d and 17.97 ±6.76d,respectively.The total number of S.endius offspring throughout a life time was 60.31 ± 35.08,and the male proportion was 28.08％± 13.29.Life expectancy of adult female and male parasitoids was 16.78d and17.47d,respectively.The intrinsic natural increase (rm) and finite rate of increase of S.endius was 0.14 ± 0.0009 and1.16 ± 0.001,and their net reproductive rate (R0) was 45.17 ± 1.05.The mean generation time (T) and doubling tome (DT) was 26.31 ± 0.07d and 4.79 ± 0.03d,respectively.Ourresults suggested that S.endius could finish life history with the fruit fly pupae as hosts in the laboratory condition,and would have positive effects on the control of fruit flies.【期刊名称】《安徽师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)003【总页数】5页(P255-259)【关键词】寄生蜂;果蝇;生命表;种群增长;生物防治【作者】王雨;吴铃;程剑秋;朱承节;李镜;胡好远【作者单位】安徽省高校生物环境与生态安全省级重点实验室,安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖241000;安徽省高校生物环境与生态安全省级重点实验室,安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖241000;安徽省高校生物环境与生态安全省级重点实验室,安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖241000;安徽省高校生物环境与生态安全省级重点实验室,安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖241000;安徽省高校生物环境与生态安全省级重点实验室,安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖241000;安徽省高校生物环境与生态安全省级重点实验室,安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】Q968果蝇是危害杨梅等多种水果的一类重要害虫[1].果蝇的虫体小，繁殖力强，世代重叠，生活周期短，具爆发性危害.受害果实易产生落果，致产量下降，品质变差，影响水果鲜销、贮藏、加工以及销售价格.在各个地区，危害水果的果蝇种类存在差异，黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是最为常见的种类之一[1].在害虫综合治理上，寄生蜂是害虫生物防治的重要工具.已报道的果蝇类昆虫寄生蜂有多种，可以分为果蝇幼虫期寄生蜂和蛹期寄生蜂[2].蝇蛹俑小蜂(Spalangia endius)属于膜翅目(Hymenoptera)、小蜂总科(Chalcidoidea)、金小蜂科(Pteromalidae)，为世界范围内的广布种，果蝇科(Drosophilidae)和蝇科(Muscidae)等蝇类害虫均可被蝇蛹俑小蜂寄生[3].在国外蝇蛹俑小蜂已经被商业化生产，是用于对家蝇等害蝇治理时常见寄生蜂[4,5].在控制果蝇为害上，该寄生蜂可能具有一定的效果，但未见该寄生蜂寄生黑腹果蝇习性的详细研究报道.本研究以黑腹果蝇蝇蛹为寄主，建立了蝇蛹俑小蜂的实验种群生命表，旨在进一步掌握蝇蛹俑小蜂的生物学习性，为利用该寄生蜂防治果蝇提供参考.1.1 寄生蜂来源和培养供试黑腹果蝇采自余姚市丈亭镇杨梅基地，采用本实验室的改进蝇笼饲养方式，进行饲养，幼虫置于200mL一次性塑料杯饲养至化蛹[6].果蝇蝇蛹一般集中在光滑的杯壁上，直接挑取时易破损，使用剪刀连同塑料杯杯壁剪下.蝇蛹俑小蜂采集于安徽师范大学校园[7]，经中国科学院动物研究所肖晖副研究员鉴定，连续在实验室饲养3年左右.饲养该蜂的培养器皿为直径5cm、高9cm的透明玻璃杯.蝇蛹和小蜂比例为101，同时饲以10%的蜂蜜水.培养在人工气候箱内进行，温度为25±1℃，光照强度约2000lx，光周期为14L10D，相对湿度为(RH60±5)%.1.2 生命表实验在蝇蛹俑小蜂出蜂前，将被寄生寄主蛹单头分装于50μL的透明薄壁管中，薄壁管表面使用昆虫针扎以小孔，以保持透气性.收集羽化12h内的寄生蜂个体，连同薄壁管在体式显微镜下观察，判定性别.雌雄各1头置于容量约为50mL的特制透明小杯中，补充30头粘附在塑料片上的果蝇蝇蛹，以脱脂棉球沾取10%蜂蜜水补充小蜂营养.每24h更换寄主一次并更换蜂蜜水棉球.更换后的蛹收集冻存管中，100目尼龙网封口，饲养至寄生蜂羽化.实验持续至所有母代小蜂死亡为止.记录雌雄蜂存活天数，逐日记录各组小蜂存活数、后代数和后代性别.待更换的蝇蛹中羽化完成1周后，在解剖镜下解剖所有蛹，记录未能成功钻出寄主蛹的寄生蜂后代数量.完成实验重复样本量29组.1.3 种群生命表等参数计算参照Carey[8]的方法构建实验种群生命表，在Excel软件中计算获得以下生命表参数：x期存活分数lx、从x到x+1期的存活分数变化dx、从x到x+1期的存活分数比px、从x到x+1期的死亡分数比qx、从x到x+1期的存活分数均值Lx、x期开始时的平均生命期望ex.其中，lx=Nx/N0(Nx为x期种群数量，N0为初始种群数量)，.在种群繁殖力方面，计算获得在x期的繁殖率mx、净生殖率R0、内禀增长率rm、周限增长率λ、平均世代时间T、种群倍增时间DT.其中mx=(从x到x+1期的后代数)/(从x到x+1期的存活个体数中间值).(其中为雌性个体的存活分数，为雌性后代的繁殖率).在计算rm值时，我们先根据公式T=∑lxmxx/∑lxmx计算获得T的估计值，再根据公式rm=Ln(R0)/T计算获得rm的估计值，然后通过公式=1，在Excel中使用逐步逼近法求得rm的精确值.使用公式T=Ln(R0)/rm计算获得T的精确值.λ和DT分别通过公式λ=erm和DT=ln(2)/rm计算获得.1.4 数据分析对生命表各参数的统计推断参照Jackknife方法[7]，计算获得蝇蛹俑小蜂各参数的精确值，移去其中一个重复组并对余下的(n-1)重复组数据计算获得各参数的“伪值”，利用“伪值”来构建各组的Jackknife样本.寿命、后代数量等分析在R2.13.0软件[9]中完成，首先对数据进行正态分布检验，两组数据均数比较时，符合正态分布的数据进行t检验.小蜂日龄对后代产量以及性比(雄性百分比)的影响分析在R软件中使用广义线性模型(generalized linearmodel, GLM)进行，数量数据使用泊松分布模型，比例数据使用二项分布模型.建立模型后，根据模型的HF(残差/df)值判定数据与泊松分布或二项分布的符合程度.较大的HF值(HF>1)意味着偏离泊松分布或二项分布，会导致显著性检验程度被高估；用近似泊松分布(quasi-Poisson)或近似二项分布(quasi-binomial)进行模型拟合[9].2.1 蝇蛹俑小蜂的寿命和后代产量蝇蛹俑小蜂雌蜂和雄蜂的寿命分别为17.28±5.29d和17.97±6.76d，两者不具有显著差异(t=-0.43,df=52.93,P=0.67).平均每头雌蜂具有60.31±35.08个后代，其中雄性后代15.14±8.15头，雌性后代45.17±29.32头，两者差异极显著(t=5.32,df=32.30,P<0.01)，后代中雄性数量显著较少，雄性百分比为(28.08±13.29)%.对日后代产量的广义线性模型分析表明，后代日产量随着产卵期的延长而显著减少(z=-9.21,P<0.001)，两性后代数量也均显著减少(雌蜂后代：z=-7.34,P<0.001；雄性后代：z=-8.37,P<0.001)(图1).2.2 蝇蛹俑小蜂的实验种群生命表参数和种群动态表1显示了蝇蛹俑小蜂的实验种群生命表参数和繁殖率.羽化后，随产卵期延长，亲代雌雄蜂存活率下降，雌蜂和雄蜂分别在羽化第17和19天时(存活37d和39d)，存活分数lx降低至50%以下，雌雄蜂羽化后的生命期望分别为16.78d和17.47d.蝇蛹俑小蜂繁殖率变化如图2所示.小蜂在羽化后的初期，雌性后代繁殖率)随产卵期的延长而呈增大趋势，后代总繁殖率(Mx)也具有类似趋势，在羽化3天后达繁殖高峰.在产卵10d以后，繁殖率逐渐减少(表1).蝇蛹俑小蜂的净生殖率(R0)为45.17±1.05，种群内禀增长率(rm)为0.14±0.0009，周限增长率(λ)分别为1.16±0.001；世代时间(T)和种群倍增时间(DT)分别为26.31±0.07d和4.79±0.03d.由于蝇蛹俑小蜂在蝇类害虫上的生物防治作用，在国外该蛹期寄生蜂已经被商业化生产[4,5].该寄生蜂的生物防治对象为一些蝇类害虫，如家蝇(Musca domestica)等蝇类[5].在蝇蛹俑小蜂的繁殖习性方面，研究表明在利用家蝇蛹为寄主时，源自阿根廷的蝇蛹俑小蜂寿命为8.3d，内禀增长率(rm)最大可达为0.142[10,11].在利用家蝇蛹为寄主时，蝇蛹俑小蜂寿命为13.73±3.00d，rm为0.17[7].而本研究结果表明，在寄生黑腹果蝇时，繁育自果蝇蛹的蝇蛹俑小蜂雌蜂寿命为17.28±5.29d.本研究与朱承节等使用的株系相同[7]，在以黑腹果蝇蛹为寄主时，蝇蛹俑小蜂可能具有较长的寿命.在对果蝇的寄生方面，果蝇科蝇类也是其寄主类型[3].但未见蝇蛹俑小蜂对果蝇蛹寄生习性的详细报道.本研究通过实验室内研究表明，蝇蛹俑小蜂可以利用黑腹果蝇蝇蛹完成生活史，蝇蛹俑小蜂存在着对黑腹果蝇的寄生作用，可以实现对果蝇种群数量的控制.已有研究指出，寄生在果蝇类昆虫上的膜翅目寄生蜂约有50种，分属于4个科，分别是茧蜂科Braconidae、隆盾瘿蜂科Eucoilidae、锤角细蜂科Diapriidae和金小蜂科，其中茧蜂科和隆盾瘿蜂科的种类主要以果蝇幼虫为寄主，而锤角细蜂科和金小蜂科的种类则一般以果蝇蛹为寄主[2].已报道了果蝇蛹期寄生蜂种类主要有蝇蛹金小蜂Pachycrepoideus vindemmiae 和一种锤角细蜂Trichopria drosophilae等[12].其中的蝇蛹金小蜂存在于浙江金鹰等地杨梅果园[6]，而锤角细蜂也存在于安徽芜湖市郊的蓝莓果园(未发表资料).在自然界中，蝇蛹俑小蜂主要以家蝇为寄主，也可能存在对果蝇蛹的寄生效果.实验条件下饲养的蝇蛹俑小蜂是否能够在果园中起着对果园黑腹果蝇的控制作用，尚需要进一步实验证明.【相关文献】[1] 郑金土,张同心,徐永江,等.不同成熟度杨梅果实上果蝇的动态变化[J].应用昆虫学报,2015,52(2):470-476.[2] CARTON Y, BOULETREAU M, ALPHEN J M J, et al. 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